Povijest parnih motora

Prije izuma motora na benzinski pogon, bio je mehanički transport gorivom parom. Zapravo, koncept parnog stroja datira moderne motore od nekoliko tisuća godina kao matematičar i inženjer Heron Aleksandrije, koji je živio u rimskom Egiptu tijekom prvog stoljeća, prvi je opisao rudimentarnu verziju koju je nazvao Aeolipile.

Uz put, brojni vodeći znanstvenici igrali su se s idejom upotrebe sile generirane zagrijavanjem vode za napajanje neke vrste stroja. Jedan od njih bio je nitko drugi do Leonardo Da Vinci, koji je negdje tijekom 15. stoljeća crtao nacrte za parni top, nazvan Architonnerre. Osnovna parna turbina detaljno je opisana i u radovima koje je 1551. napisao egipatski astronom, filozof i inženjer Taqi ad-Din.

Međutim, pravi temelji za razvoj praktičnog, radnog motora nastali su tek sredinom 1600-ih. Bilo je tijekom ovog stoljeća nekoliko izumitelja koji su mogli razviti i testirati crpke za vodu, kao i klipne sustave koji će utrti put komercijalnom parnom stroju. Od tada su komercijalni parni strojevi postali mogući naporima tri važne figure.

Thomas Savery bio je engleski vojni inženjer i izumitelj. 1698. patentirao je prvi sirovi parni stroj temeljen na Digesteru ili štednjaku pod pritiskom Denisa Papina iz 1679.

Savery je radio na rješavanju problema crpljenja vode iz rudnika ugljena kada je smislio motor koji radi na paru. Njegov se stroj sastojao od zatvorene posude napunjene vodom u koju se unosi para pod pritiskom. To je tjeralo vodu gore i van rudničkog okna. Zatim se koristi kondenzator hladne vode za kondenziranje pare. To je stvorilo vakuum koji je usisio više vode iz rudničkog okna kroz donji ventil.

Thomas Savery kasnije je radio s Thomasom Newcomenom na atmosferskom parnom stroju. Među drugim Saveryjevim izumima bio je i odometar za brodove, uređaj koji mjeri izmjereni put.

Thomas Newcomen bio je engleski kovač koji je izumio atmosferski parni stroj. Izum je poboljšanje u odnosu na prethodni dizajn Thomasa Slaveryja.

Parni stroj Newcomen upotrijebio je silu atmosferskog tlaka za obavljanje poslova. Taj proces započinje s ubacivanjem pare u cilindar. Para se zatim kondenzirala hladnom vodom, što je stvorilo vakuum na unutarnjoj strani cilindra. Rezultirajući atmosferski tlak djelovao je na klip, stvarajući udarce prema dolje. Kod Newcomenovog motora intenzitet tlaka nije bio ograničen tlakom pare, što je odstupanje od onoga što je Thomas Savery patentirao 1698. godine.

1712. Thomas Newcomen zajedno s Johnom Calleyem sagradio je svoj prvi motor na rudničkom otvoru ispunjenom vodom i upotrijebio ga za crpljenje vode iz rudnika. Newcomen motor bio je prethodnik Watt motora i bio je jedan od najzanimljivijih dijelova tehnologije razvijen tijekom 1700-ih.

Rođen u Greenocku, James Watt bio je škotski izumitelj i inženjer strojarstva koji je bio poznat po poboljšanjima u parnom stroju. Za vrijeme rada na Sveučilištu u Glasgowu 1765. godine, Wattu je dodijeljen zadatak popraviti Newcomen motor koji se smatrao neučinkovitim, ali najboljim parnim strojem svog vremena. To je započelo izumitelja na nekoliko poboljšanja Newcomenovog dizajna.

Najznačajnije poboljšanje bio je Watt-ov patent iz 1769. za odvojeni kondenzator koji je u cilindar spojen ventilom. Za razliku od Newcomenovog motora, Watt-ov dizajn imao je kondenzator koji je mogao biti hladan dok je cilindar bio vruć. Na kraju bi Watt motor postao dominantni dizajn za svi moderni parni strojevi i pomogao u industrijskoj revoluciji.

Jedinica snage koja se zove Watt dobila je ime po Jamesu Wattu. Watt simbol je W, a jednak je 1/746 konjskih snaga, odnosno jedan volt puta jednom ampu.